600 MPa高强钢性能试验及模拟压力容器爆破试验

介绍了国产600 MPa高强钢的可焊性及其对于水电站大型蜗壳和压力钢管焊接制造工艺适应性的试验方法和研究成果,并通过模拟压力容器爆破试验,全面考核了该钢种的综合性能。     

乌东德800 MPa高强钢蜗壳挂装及装配技术

乌东德水电站蜗壳生产采用的是800 MPa级别的SX780CF低合金高强钢板,国产800 MPa等级高强钢首次大批量被用于大型水电站蜗壳制造。对乌东德水电站左岸地下厂房6台机组800 MPa高强钢蜗壳的挂装及装配技术方法进行了总结,着重介绍不同蜗壳管节挂装施工工艺及相关要求。同时,对蜗壳外支撑临时加固方案及补充方案进行了介绍。相关经验可为以后采用同材质高强钢材料蜗壳的水电站提供挂装技术参考。     

乌东德800MP级低合金高强度蜗壳钢板焊接工艺

乌东德水电站蜗壳生产采用的是800MP级别的SX780CF低合金高强钢板,这也是首次批量将国产800MP等级的高强钢用于大型水电站埋件蜗壳的制造。SX780CF高强钢在焊接过程中易出现冷裂纹、热影响区脆化以及软化等问题,为此,对SX780CF钢板的碳当量和裂纹的敏感指数进行了专门的分析。分析结果表明,钢板具有低可焊裂纹敏感特性。根据分析结果,认为选择低氢焊接材料是高强钢焊接质量保证的关键因素,因此确定对乌东德水电站的蜗壳采用焊条电弧焊的方式进行焊接试验,并制定了有效合理的焊接工艺。试验完成后,对试板接头进行了无损检测和力学性能检测,检测结果表明,焊条电弧焊工艺能满足ASME《锅炉和压力容器规程》的要求。     

小湾电站机组蜗壳工地现场制造

小湾水电站总装机6×700 MW,设计水头216 m,是目前世界上在建水电站中单机700 MW设计水头最高的水轮机组。水电十四局承担了6台套蜗壳、蜗壳延伸段及附件(除尾部三节、舌板和排水阀)制造。单台套蜗壳制造工程量为342.822 t,6台套共计2 056.932 t。在小湾水电站工地的右岸建盖了3 063 m2金属结构制造厂房,并布置了相应的加工制造设备。2006年10月7日,1号机蜗壳瓦块开始卷制,并已完成制造并通过了验收,本文就蜗壳工地现场制造作了介绍。     

蒲石河抽水蓄能电站2号机主进水阀动水关闭试验数据分析

辽宁蒲石河抽水蓄能电站2号主进水阀为法国ALSTOM水电公司生产制造,通过对该主进水阀动水关闭试验,验证是否满足合同技术要求,进行试验数据分析,对国产主进水阀设计、制造、安装有重要借鉴意义。     

乌东德水电站机组SX780CF钢板蜗壳制造质量控制

为了保证水电机组蜗壳所用SX780CF钢板的质量,采用原材料第三方检测、焊接工艺评定的办法对SX780CF钢板质量进行了研究,在蜗壳制造过程中,原材料及焊接工艺执行过程控制是保障焊接质量的关键因素。基于原材料及焊缝的重要性,研究原材料及焊缝的因素对蜗壳制造质量的影响。     

糯扎渡水电站蜗壳与蝶形边多次焊接模拟试验

糯扎渡水电站9号水轮机蜗壳在水压试验过程中出现了异常的变形。根据最终蜗壳变形处理方案,7号～9号机组蜗壳进口段需拆除重新制造安装,这样与蝶形边就存在焊接、切割、再焊接等情况。文中提供蜗壳与蝶形边不同板厚和不同材质的多次焊接模拟试验方案,并根据试验结果对7组焊接试板的焊接接头进行力学性能试验,分别测定母材、热影响区、焊缝硬度和进行金相组织分析。砌割前不返修、切割后不返修、返修1次、返修两次及切割前返修1次,切割后不返修、返修1次、返修两次焊接情况的焊接性能完全可以满足原设计要求,焊接试验方案完全可行。     

三峡电站直埋式蜗壳结构试验模型的非线性有限元分析

 三峡水电站蜗壳为钢衬钢筋混凝土结构,钢蜗壳直径大,内水压力高,外围混凝土相对较薄,为研究三峡电站采用直埋式蜗壳的可行性,开展 了结构模型试验和非线性计算分析工作。采用三维非线性有限元法对三峡水电站直埋式蜗壳 结构试验模型进行混凝土开裂计算,计算中混凝土裂缝模型采用分布裂缝模型,并考虑混凝 土的拉伸软化,钢筋采用分离式模型并用埋入方法将其嵌入混凝土单元。并对裂缝分布、钢筋应力、结构位移等计算与试验成果进行了对比分析,结果表明计算结果与模型试验结果基 本一致。为模型试验提供了依据及指导,并验证了非线性计算方法的合理性。     

预应力钢筋混凝土蜗壳的结构研究与应用

高坝洲水电站由于设计水头较高，设计单位建设采用预应力钢筋混凝土蜗壳。为此,进行了预应力钢筋钢筋混凝土蜗壳常规分析计算和三维有限元分析计算，并进行了预应力蜗壳三信仿真材料结构模型试验研究。与此同时，还进行了预应力锚索压缩式内锚结构仿真试验研究。两项试验研究成果，均已用于高坝洲水电站建设之中，葛洲坝集团公司清江施工局负责预应力钢筋混凝土蜗壳的施工，各项技术指标均满足设计要求，并达到优良标准。     

三峡水轮机蜗壳充水加压过程应力分析

三峡部分水轮机蜗壳采用充水保压方式埋设。为了了解蜗壳在充水加压过程中的运行状况,以及蜗壳内水压力对蜗壳运行情况的影响,采取在蜗壳上安装钢板应力计监测的方法进行试验和分析研究。通过对蜗壳在充水加压过程中的应力进行监测分析,得出了蜗壳在所试验内水压力条件下能安全运行的结论,并总结出了蜗壳所受应力与蜗壳内水压力的对应变化关系和规律。该成果为后续类似机组蜗壳的安全施工和调试、安全运行提供了依据,也为以后类似机组蜗壳的设计、施工和运行管理提供了一定的参考。     

WDB620钢焊接性试验及焊接工艺评定

国产WDB620钢是610MPa级低焊接裂纹敏感性高强度钢，为了将该钢种应用到三板溪水电站的水轮机蜗壳制造中，对WDB620钢进行了焊接试验，并与日本NKK公司生产的NK—HITEN610U2钢进行了性能对比。结果认为，WDB620钢在板厚≤36mm范围内的焊接性能是良好的，与日本NK-HITEN610U2钢的焊接性能比较接近，WDB620钢的力学性能和焊接性能完全满足设计要求，可以替代日本NK—HITEN610U2钢。     

浅析黔中水利平寨水电站钢岔管质量控制

平寨水电站岔管制作及安装,通过对WDB620高强钢岔管原材料的检测和生产性工艺试验及评定,加强了过程控制,并根据振动时效应和第三方检测单位的检测和评价意见,组织召开了岔管免做水压试验专家论证会,为工程节省工期和降低费用提供决策依据,保证了岔管质量。     

二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究

本文介绍二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究结果，结果表明：大型水电站采用保压浇筑钢蜗壳外围混凝土的方法是可行的，它可以充分发挥钢蜗壳自身承担内水压力的能力，减轻内水压力对外围钢筋混凝土的作用     

二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究

本文介绍二滩水电站钢蜗壳与外围钢筋混凝土联合受力三维仿真材料模型试验研究结 果，结果表明：大型水电站采用保压浇筑钢蜗壳外围混凝土的方法是可行的，它可以充分发挥钢 蜗壳自身承担内水压力的能力，减轻内水压力对外围钢筋混凝土的作用。     

金属蜗壳不同断面型式充水保压状态下的受力特性分析

水轮机金属蜗壳设计中不同断面结构型式的选择，会在一定程度上影响结构的受力特性和厂房布置尺寸。为分析金属蜗壳不同断面型式结构受力特性，对非圆形的三心圆蜗壳断面与圆形蜗壳断面结构在充水保压阶段进行了有限元数值计算。研究结果表明：相比于圆形断面蜗壳结构，三心圆蜗壳在充水保压时蜗壳直管段会发生较大的水平偏转位移，座环整体在水平向的变位也相对更大，对钢蜗壳整体的变形控制要求更高；而钢蜗壳断面内环向应力数值略有减小，但整体应力水平变化不大。因此，从水压试验和保压阶段蜗壳与座环结构的变形控制角度来看，在高水头充水保压蜗壳结构中采用非圆形断面蜗壳结构是不合适的。建议今后在金属蜗壳结构设计和埋设方式选择时，应该充分重视不同蜗壳断面结构型式对结构受力特性的影响，确保水电工程的顺利建设和安全运行。     

小湾水电站大型金属蜗壳水压试验

小湾水电站最大水头251m，机组转速150r／min,为我国目前在建水电站单机700MW水头和转速最高的水轮发电机组。蜗壳水压试验压力43．5bar，采用保压混凝土浇筑工艺方法，保压压力为17．4～18．6bar。目前，已完成6台机蜗壳水压试验，5台机蜗壳保压混凝土浇筑（4号机保压混凝土浇筑正在进行中）。文章总结了蜗壳水压试验、保压混凝土浇筑以及变形监测的工作经验和体会。     

充水保压蜗壳与外围结构联合承载过程的力学仿真分析

水电站充水保压蜗壳兼备直埋式与垫层式蜗壳的优点,但受力分析复杂。为此,以一个HD值较高的蜗壳为例,应用三维有限元法研究了充水保压蜗壳与外围结构联合承载的过程,模型和计算过程精细,展示了联合承载过程中各结构的力学规律。结果表明:充水发电时,蜗壳与混凝土大部分区域闭合,脱开的面积约3%;外围混凝土大部分区域处在压应力状态,受拉部位少且拉应力较低,钢筋拉应力较小,此情况被现场观测所证实;采用常用公式或完全用有限法计算,蜗壳承载比的计算结果相差不超过3%;蜗壳充水保压值越低,充水运行期与混凝土的接触压力越大、蜗壳的承载比越小,因此蜗壳宜取较小的充水保压值,有利于减少振动;与常规打压顺序相比,非常规打压顺序不利于蜗壳与混凝土的贴合。此成果为该水电站的蜗壳设计提供了重要参考,电站已全面投产,蜗壳及外围结构工作表现良好。     

国产高强钢板在宝泉抽水蓄能电站引水高压钢管中的应用

对国产WDB620、WH80Q高强钢在宝泉抽水蓄能电站压力钢管的应用情况做了介绍,并重点对高强钢的材质特性、制作中采用的焊接材料及焊接工艺参数的选择、焊接质量的控制等方面进行了研究和探讨,可供参考。     

大型水轮机金属蜗壳结构形式的研究与应用

综述了国内外水轮机金属蜗壳结构形式的研究与应用现状,介绍了几种常用蜗壳结构形式的优缺点,总结了前苏联蜗壳结构形式的研究与发展情况,并论述了三峡水电站充水保压蜗壳关键技术研究与应用情况,为我国在建和拟建的高水头大容量水电站蜗壳结构形式的选择和设计提供了技术支持。     

马鹿塘水电站一期工程厂房蜗壳设计探索

马鹿塘水电站一、二期水头相差112 m,一期工程蜗壳钢筋混凝土结构采用与钢蜗壳联合受力的结构形式,而蜗壳最大设计水头又要按二期建成后的450 m设计,因此在一期设计水头运行时,蜗壳内的水压力小于保压值,则保证蜗壳运行稳定性是设计的难点;同时因蜗壳混凝土结构分担内水压力较大,仍按传统的抗裂设计配筋,钢筋用量太大,对保证蜗壳混凝土的质量难度大,这次蜗壳设计突破传统设计方法,采用按限裂设计配筋,最大限度的减少钢筋量用量,易保证混凝土浇筑质量。